Multiples aspects de la spéléologie et du monde souterrain : puits, galeries, salles, concrétions, cristaux, faune, ...

Entrées de cavités, interface entre l'extérieur et le monde souterrain : porches de grottes et puits inondés de lumière

Entrées

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Les puits sont des conduits verticaux descendants, les conduits ascendants étant appelés cheminées. On distingue les puits de surface (avens, gouffres) des puits strictement souterrains. Les premiers ont souvent leur base encombrée par des cônes d'éboulis qui peuvent masquer la continuation des réseaux, alors que le fond des seconds est souvent propre, occupé uniquement par des galets ou des blocs de petite taille. Les puits se forment presque exclusivement par dissolution à partir d'écoulements libres gravitaires, les facteurs mécaniques intervenant peu dans leur évolution. Ils présentent généralement une forme en éteignoir ou en cloche, avec une base plus large que leur sommet.

Puits

Les puits sont des conduits verticaux descendants, les conduits ascendants étant appelés cheminées.... Découvrir l'album
Le spéléologue évolue dans des passages bas, verticaux, étroits, sur des cordes ou en escalade

Progression

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<p>L'eau chargée en gaz carbonique dissout le carbonate de calcium contenu dans les roches calcaires pour former un sel dissout de bicarbonate de calcium qu'elle transporte et évacue vers les sources. Elle élargit ainsi progressivement les vides initiaux dans lesquels elle circule, en façonne les parois et les agrandit jusqu'à créer de véritables chenaux qui facilitent l'infiltration et accentuent le processus amorcé. A ce processus chimique, il faut ajouter celui de l'érosion mécanique. Les eaux se chargent de particules minérales entraînées de la surface ou d'impuretés contenues dans la roche et dégagées par la mise en solution du calcium (argile, pyrite, etc.). Ces éléments jouent un rôle abrasif sur les parois des conduits et contribuent à l'élargissement de ceux-ci. L'eau peut se rencontrer sous différentes formes sous terre : simple ruissellement, rivières souterraines, lacs, cascades et siphons.</p>

Eau

L'eau chargée en gaz carbonique dissout le carbonate de calcium contenu dans les roches calcaires pour... Découvrir l'album
<p>Les galeries souterraines sont des conduits généralement horizontaux, mais pouvant également toutefois présenter de fortes inclinaisons. Elles peuvent être le siège de circulations d’eau, pouvant ainsi donner de véritables rivières souterraines. Leurs dimensions sont extrêmement variables, pouvant aller de simples boyaux de quelques décimètres de diamètre à des conduits gigantesques dépassant 100 m de large et 50 m de haut. La morphologie des conduits des cavités est régie à la fois par des critères géologiques (intensité et direction de la fracturation, nature de la roche, pendage, stratification) et les conditions d'écoulement (actuelles et passées). Les profils des conduits sont très variés et témoignent de l'évolution de la karstification des différents réseaux d'un massif. En zone noyée, c'est la vitesse du courant qui détermine l'évolution de la galerie. Lorsqu'elle est suffisamment importante, l'écoulement se fait sous pression et la dissolution s'exerce sur tout le pourtour de la galerie. La section de celle-ci tend alors vers un profil d'équilibre circulaire ou elliptique en conduite forcée. Le développement de telles galeries s'effectue sur des discontinuités (diaclases et joints de stratification) dont l'orientation conditionne la forme définitive. Lorsque le courant est plus lent , le plancher de la galerie se couvre de sédiments et la dissolution s'effectue alors uniquement au plafond et éventuellement sur les parois. Il va ainsi se former des surcreusements du plafond, appelées chenaux de voûte, se présentant sous l'aspect de conduits méandriformes liés à la circulation de l'eau sur un remplissage important. En zone non noyée, la morphologie des galeries est beaucoup plus diversifiée. Les galeries conservent leurs profils initiaux lorsqu'elles sont complètement abandonnées par l'eau. Par contre, en présence d'écoulements libres sur de longues périodes, le creusement s'effectue uniquement dans la partie inférieure de la galerie, simplement en fonction de l'action de la gravité entraînant les eaux vers le bas. Ce surcreusement du plancher donne des profils caractéristiques en trou de serrure.</p>

Galeries

Les galeries souterraines sont des conduits généralement horizontaux, mais pouvant également toutefois... Découvrir l'album
<p>Les salles sont des accidents morphologiques spécifiques qui doivent être différenciées des galeries de grandes dimensions. Elles se développent à la faveur de noeuds tectoniques ou de conditions lithologiques favorables. Les effondrements et éboulements, liés à la décompression des massifs rocheux, jouent bien entendu un rôle prépondérant dans la formation des grandes salles qui peuvent être gigantesques. Les plus grands vides souterrains connus actuellement dans le monde présente des portées supérieures à 300 m (salle Sarawak, dans la grotte de Mulu à Bornéo, et salle des Miaos dans la grotte Gehibe en Chine).</p>

Salles

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Les concrétions correspondent à des dépôts chimiques de carbonate de calcium (CaCO3) sous forme cristalline. Le dépôt du carbonate de calcium est régi par un ensemble de réactions chimiques complexes et relativement lentes, si bien que le processus de cristallisation est étalé dans le temps. La forme et l'extension des concrétions dépend non seulement de la position des arrivées d'eau (fissures au plafond, écoulements sur les parois ou le plancher des galeries, etc.), mais également de leur débit.

Galeries et salles concrétionées

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<p>Les stalactites pendent du plafond des cavités Elles sont formées par l'écoulement goutte à goutte à l'extrémité d'une fissure d'une eau chargée en bicarbonate de calcium. La phase initiale correspond à la constitution de concrétions tubulaires monocristallines, appelées fistuleuses, constituées par un tube vertical très fin d'un diamètre extérieur constant. Elles comportent en leur centre un canal continu par où l'eau s'écoule, entraînant ainsi une croissance par leur extrémité. Lorsque ce canal central s’obstrue, la stalactite ne croît alors plus que par les suintements extérieurs au tube, ce qui lui donne une forme plus massive à sa racine et pointue à son extrémité. Les stalagmites sont généralement situésà l'aplomb des stalactites. Le dépôt cristallin de la calcite est favorisé par l'évasion du gaz carbonique dissous lors de l'impact sur le sol. Les colonnes (ou piliers) naissent de la jonction entre stalactites et stalagmites. Leur hauteur peut dépasser une dizaine de mètres.</p>

Concrétions

Les stalactites pendent du plafond des cavités Elles sont formées par l'écoulement goutte à goutte... Découvrir l'album
Bien que constituée également de carbonate de calcium, l'aragonite est beaucoup plus rare que la calcite. Elle se présente en général sous forme de fines aiguilles dont l'assemblage peut donner des bouquets extravagants aux formes éblouissantes. Mais elle est parfois le constituant de concrétions massives. Elle est présente dans peu de cavités, en raison principalement de conditions de développement bien spécifiques. Il semble en effet qu'elle n'apparaisse que dans des milieux bien aérés à faible hygrométrie (courants d'air asséchants) et en présence de certains éléments en solution.

Concrétions d'aragonite

Bien que constituée également de carbonate de calcium, l'aragonite est beaucoup plus rare que la calcite.... Découvrir l'album
La coloration des concrétions peut avoir plusieurs origines : présence dans l'eau d'acides humique et fulvique (issus de la matières organique des sols), oxydes minéraux (fer, manganèse) et certains métaux (cuivre, nickel, ...) contenus dans la roche

Concrétions colorées

La coloration des concrétions peut avoir plusieurs origines : présence dans l'eau d'acides humique... Découvrir l'album
<p>Les cristallisations excentriques (ou hélictites) constituent l'une des parures les plus originales des cavités. Elles doivent leur nom à leur forme fantaisiste ne présentant aucune symétrie et se jouant de la pesanteur. Elles sont dues à la combinaison de trois forces : la pesanteur (composante vers le bas), la tension superficielle (composante vers le haut) et les forces de cristallisation. La croissance se fait de manière aléatoire lorsque ces trois forces sont équivalentes.</p>

Concrétions excentriques

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On peut également trouver dans certaines cavités des concrétions de gypse (ou sulfate de calcium) se présentant sous forme de fleurs, de filaments ou de crosses. Ce minéral peut provenir de couches contenant du sulfate de calcium ou d'impuretés présentes dans les calcaires contenant du soufre (comme les pyrites). Bien que ce soit un minéral relativement courant dans les formations carbonatées, les concrétions qu'il forme sont plutôt rares dans les cavités, car elles ne peuvent se former que par évaporation de l'eau. Ces concrétions très fragiles présentent une grande précarité géologique.

Concrétions de gypse

On peut également trouver dans certaines cavités des concrétions de gypse (ou sulfate de calcium)... Découvrir l'album
<p>Le monde souterrain recèle certaines concrétions aux formes surprenantes dont les photos sont compilées dans cet album</p>

Concrétions insolites

Le monde souterrain recèle certaines concrétions aux formes surprenantes dont les photos sont compilées... Découvrir l'album
Les cristaux correspondent à un état ordonné de la matière qui n'intervient que dans certaines conditions (température, pression, temps d'évaporation). Ils restent relativement rares dans les cavités naturelles et font généralement l'objet d'une protection appropriée. La calcite (carbonate de calcium) cristallise dans le système rhomboédrique

Cristaux

Les cristaux correspondent à un état ordonné de la matière qui n'intervient que dans certaines conditions... Découvrir l'album
<p>Photos de photos gouttes d'eau, encore immobiles sur des stalactites ou éclatant sur des stalagmites</p>

Gouttes d'eau

Photos de photos gouttes d'eau, encore immobiles sur des stalactites ou éclatant sur des stalagmites. Découvrir l'album
<p>Les draperies sont constuituées par une des cristallisations en frange due aux suintements sur une voûte inclinée. Leur finesse permet souvent d'en deviner les stries de croissance par transparenc. Les disques apparaissent à la voûte ou sur les parois des cavités. Ils sont constitués de deux parties superposées, séparées par un espace plan de quelques millimètres par où l'eau arrive d'une fissure sous forte pression. L'eau contribue ainsi à l'agrandissement de la plaque, tout en alimentant un alignement de stalactites généralement situé sur leur pourtour inférieur.</p>

Draperies

Les draperies sont constuituées par une des cristallisations en frange due aux suintements sur une voûte... Découvrir l'album
<p>Les gours sont des petits barrages cristallins de calcite se développant par ruissellement et donnant naissance à des bassins superposés. Leurs dimensions varient de quelques millimètres à plusieurs dizaines de mètres</p>

Gours

Les gours sont des petits barrages cristallins de calcite se développant par ruissellement et donnant... Découvrir l'album
Les perles des cavernes (appelées aussi pisolites) sont dues aux mouvements tourbillonnaires d'une eau sursaturée en carbonate qui recouvre un débris solide initial (grain de sable, fragment d'os, etc) de fines couches de calcite. L'action polissante de l'eau donne une concrétion sphérique dont la taille peut atteindre quelques centimètres de diamètre. Les perles des cavernes sont généralement regroupées en nids situés au fond des gours, à la base des cascades, ou à l'aplomb de chute de gouttelettes.

Perles des cavernes

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A la découverte de grottes glacées d'Autriche, Islande et France

Grottes glacées

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Des cavités peuvent se développer dans les terrains volcaniques lors des éruptions : lorsque les coulées refroidissent, il se forme en surface une croûte qui, en se durcissant, isole la lave s'écoulant en profondeur et maintient celle-ci chaude et liquide. Quand l'éruption s'arrête, la lave quitte le conduit, laissant ainsi une galerie pénétrable appelée "tube de lave". Celui-ci peut s'étendre sur de grandes distances, mais n'est jamais très profond. Big Island, l'une des huit îles principales constituant l'archipel d'Hawaï, est le plus gros massif volcanique du monde. La lave provient d’un point chaud, situé à environ 300 kilomètres de profondeur. C'est sur cette île que se trouvent les tubes de lave les plus importants au monde, notamment Kazamura Cave dont le développement dépasse 60 km avec un dénivelée est plus de 1200 m. Leur exploration révèle une grande variété de couleurs et de paysages.

Tubes de laves (lava tubes)

Des cavités peuvent se développer dans les terrains volcaniques lors des éruptions : lorsque les coulées... Découvrir l'album
Les roches évaporitiques (ou évaporites) sont constituées par des dépôts rocheux riches en chlorures et sulfates associés à différents cations (sodium, potassium, magnésium, …). Elles se sont formées par concentration et évaporation d’eaux naturelles dans différents milieux : bordures de vastes plages, mers endoréiques, lacs salés en zones désertiques et lagunes. Elles ont ensuite été lentement asséchées, comprimées et compactées au cours de différents processus dont celui de diagénèse transformant un sédiment meuble en une roche. Les principaux minéraux constituant ces roches sont le sel gemme (halite) et le gypse. Le sel étant d’être soluble dans l’eau, des cavités peuvent se former à l’intérieur des formations salifère, comme il en existe plus communément dans les calcaires. Celles -ci sont toutefois moins longues, car la roche est moins stable, ce qui entraîne des éboulements pouvant obturer les réseaux souterrains qui ont pu se développer.  La plus longue grotte naturelle de sel au monde se situé en Iran sur l'île de Qeshm. Il s’agit de la grotte 3N qui se développe sur plus de six kilomètres de réseau explorable dans le diapir de Namakdan.

Grottes de sel

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Le monde souterrain recèle des phénomènes géologiques très intéressants, aussi bien d'un point de vue scientifique qu'esthétique

Curiosités géologiques

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<p>Les troglobies, ou cavernicoles, sont des animaux strictement inféodés aux grottes où ils naissent, vivent et meurent sans jamais sortir à l'extérieur. Les troglophiles se reproduisent et grandissent dans le milieu souterrain, mais peuvent vivre également à l'extérieur. Les trogloxènes sont des hôtes occasionnels des cavernes, n'y séjournant que de façon temporaire</p>

Faune

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Divers aspects annexes de la pratique de la spéléologie

Divers

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